Упражнения. 3.6.1 Как практически сформировать сквозную характеристику ТВ приемника, соответствующую рис

3.6.1 Как практически сформировать сквозную характеристику ТВ приемника, соответствующую рис. 3.4, б?

Решение.

ТВ приемник строится по супергетеродинной схеме. Обычно в супергетеродине АЧХ всего приемника определяется формой АЧХ усилителя промежуточной частоты, т.к. ширина полосы пропускания УВЧ существенно больше. В ТВ приемниках преобразование частоты осуществляется по формуле:

ƒ _пр = ƒ _г –ƒ _с, (3.13)

где ƒ _пр – промежуточная частота;

ƒ _г – частота гетеродина;

ƒ _с – частота сигнала.

Из формулы (3.13) следует, что, в отличие от несущих частот, где выполняется соотношение

ƒ _зв =ƒ _н +6, 5 МГц, (3.14)

для промежуточных частот звука и изображения имеем:

f _пр.н= ƒ _пр.зв+ 6, 5 МГц. (3.15)

Сравнение выражений (3.14) и (3.15) показывает, что на промежуточной частоте сигналы звука и изображения поменялись местами; это означает разворот спектра принимаемого сигнала на частотной оси, а следовательно, должна быть сформирована соответствующая частотная характеристика усилителя промежуточной частоты изображения (УПЧИ):

Рис.3.33 - Частотная характеристика УПЧИ телевизора

Отметим, что в ТВ стандарте России ƒ _пр.и =38 МГц, а ƒ _пр.зв =31, 5 МГц. В современных телевизорах требуемая характеристика УПЧИ (рисунок 3.33) реализуется с помощью твердотельных фильтров, выполненных по ПАВ-технологии.

3.6.2 Какова структура цветного изображения, если информация доставлена сигналом яркости U _Y в полосе частот 6 МГц и двумя цветоразностными сигналами U _R-Y и U _B-Y в полосе частот 1, 5 МГц каждый?

Решение.

Вначале необходимо перейти от триады сигналов U _Y, U _R-Y, U _B-Y к триаде сигналов U _R, U _G, U _B.

Известно: U _G-Y = -0, 51U _R-Y – 0, 19U _B-Y.

Полоса частот сигнала U _G-Y также равна 1, 5 МГц. Затем вычисляем:

U _R = U _R-Y +U _Y;

U _G = U _G-Y +U _Y;

U _B = U _В-Y +U _Y.

Разберемся с одним из этих выражений подробнее. Вначале распишем составляющие сигнала U _R:

U _R-Y = U _R (1, 5 МГц) – U _Y (1, 5 МГц);

U _Y = U _Y (1, 5 МГц)+U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц).

Здесь в скобках указан диапазон частот, в котором сигнал существует. А теперь запишем для сигнала U _R:

U _R (6 МГц) = U _R-Y (1, 5 МГц) + U _Y (6 МГц) = U _R (1, 5 МГц) – U _Y (1, 5 МГц) + +U _Y (1, 5 МГц) + U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц).

Таким образом, для сигнала U _R (6МГц) и по аналогии для остальных сигналов имеем:

U _R (6 МГц) = U _R (1, 5 МГц) + U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц);

U _G (6 МГц) = U _G (1, 5 МГц) + U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц);

U _B (6 МГц) = U _B (1, 5 МГц) + U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц).

Анализируя полученные результаты, приходим к следующим выводам:

· сигналы U _R, U _G, U _B соответствуют своему названию только в полосе частот 1, 5 МГц;

· в полосе частот от 1, 5 МГц до 6 МГц в составе сигналов U _R, U _G, U _B присутствует один и тот же сигнал U _Y (1, 5 МГц÷ 6 МГц) – высокочастотные компоненты сигнала яркости;

· цветное изображение на ТВ экране создается низкочастотными (до 1, 5 МГц) компонентами сигналов U _R, U _G, U _B;

· при равенстве сигналов U _R =U _G =U _B, которое соблюдается, как мы установили, в диапазоне частот от 1, 5 МГц до 6 МГц, формируется мелкоструктурная черно-белая компонента изображения, которая дополняет цветное изображение, придавая ему высокую четкость.

3.6.3 Вывести уравнение кодирующей матрицы для системы NTSC (рисунок 3.19).

Решение.

Обратимся к рисунку 3.17, из которого следуют выражения:

Подставив в эти выражения сos33º =0, 839; sin33º =0, 545, с учетом известных выражений для сигналов U _Y, U _R-Y, U _B-Y, U _G-Y получим требуемый результат в следующем виде:

3.6.4 Вывести уравнение декодирующей матрицы для системы PAL (рисунок 3.28).

Решение.

Запишем выражение (3.8) в следующем виде:

Третьим известным сигналом на входе декодирующей матрицы является сигнал яркости

Таким образом, мы имеем три уравнения, из которых необходимо найти три неизвестных: U _R, U _G, U _B. Решая указанные три уравнения относительно неизвестных U _R, U _G, U _B, получим требуемый результат в следующем виде:

Контрольные вопросы

1. Как организовано наземное ТВ вещание?

2. Структурная схема телевизионной радиостанции.

3. Что такое негативная модуляция? Каковы ее преимущества перед позитивной?

4. Каков спектральный состав излучения ТВ радиостанции?

5. Зачем используется частичное подавление нижней боковой полосы в передатчике изображения?

6. Как правильно сформировать частотную характеристику ТВ приемника.

7. Структурная схема ТВ приемника.

8. Что такое принцип совместимости?

9. Перечислите известные вам совместимые системы цветного телевидения.

10. Какие сигналы передаются в совместимой системе ЦТ?

11. Какие свойства цветового зрения использованы при создании совместимых систем ЦТ?

12. Что такое компонентный и композитный сигнал цветного телевидения?

13. Какие свойства ТВ сигналов используются при частотном уплотнении спектров в совместимых системах ЦТ?

14. Что такое поднесущая и зачем она нужна?

15. Как правильно выбрать поднесущую частоту в совместимой системе ЦТ?

16. Структурная схема кодера и декодера совместимой системы ЦТ.

17. В каких совместимых системах ЦТ используется квадратурная модуляция?

18. Что такое квадратурная модуляция?

19. Треугольник основных цветов передачи Y, R-Y, B-Y. Как его построить на цветовом графике XYZ?

20. Как провести на цветовом графике XYZ оси кодирования R-Y и B-Y?

21. Векторная диаграмма сигналов при квадратурной модуляции.

22. Что такое синхронное детектирование?

23. В чем заключается цветовая синхронизация в совместимых системах ЦТ?

24. Что такое «вспышка» поднесущей? Ее параметры в системах NTSC и PAL.

25. Модификации цветоразностных сигналов в системах NTSC, PAL, SECAM.

26. Схема восстановления поднесущей в системах NTSC и PAL.

27. Особенности структурных схем кодера и декодера в системе PAL по сравнению с системой NTSC.

28. Недостатки совместимой системы ЦТ NTSC и как они устранены в системе PAL.

29. В чем состоят главные отличия системы SECAM от систем NTSC и PAL?

30. Упрощенные структурные схемы кодера и декодера в системе SECAM.